本發(fā)明涉及一種利用蓄熱裝置供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組深度調(diào)峰系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

圖1為某廠200mw供熱機組工況圖，在供熱量一定的情況下(圖中采暖抽汽量為350t/h)，其調(diào)峰上限為機組最大連續(xù)進汽量所對應(yīng)的電負荷(圖1a點對應(yīng)的負荷)；調(diào)峰下限為在該抽汽量下與低壓缸最小排汽量限制線交點所對應(yīng)的電負荷(圖1b點對應(yīng)的負荷)。區(qū)間ab所對應(yīng)的區(qū)域，即為熱電聯(lián)產(chǎn)機組在一定熱負荷下的調(diào)峰范圍。很明顯，熱電聯(lián)產(chǎn)機組供熱運行時，其調(diào)峰能力相比純凝運行時非常有限的。如前所述，當熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行至低壓缸最小排汽量限制線時，機組無法繼續(xù)調(diào)峰。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種利用蓄熱裝置供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組深度調(diào)峰系統(tǒng)及方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用蓄熱裝置供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組深度調(diào)峰系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明利用蓄熱裝置供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組深度調(diào)峰系統(tǒng)，包括：鍋爐、鍋爐的出氣口連通高壓缸、高壓缸驅(qū)動中壓缸、中壓缸驅(qū)動低壓缸，低壓缸連接凝汽器，高壓旁路系統(tǒng)從主蒸汽管路接出，經(jīng)高壓旁路閥減壓、減溫后接至再熱冷段管路，低壓旁路系統(tǒng)蒸汽旁通汽輪機中低壓缸經(jīng)低壓旁路閥減壓、減溫后接至凝汽器，高壓缸的高旁控制閥前甚至抽汽管線，所述抽汽管線上設(shè)置有控制閥組和減溫減壓裝置，所述抽汽管線連通至熱網(wǎng)加熱器。

進一步的，在低旁控制閥及噴水減溫段后，蒸汽流態(tài)穩(wěn)定段設(shè)置抽汽管線，并在低旁至凝汽器入口處設(shè)置控制閥，利用低旁減溫減壓裝置，調(diào)節(jié)蒸汽參數(shù)滿足熱網(wǎng)加熱器進汽要求，連接至熱網(wǎng)。

進一步的，主蒸汽、冷再管道間并聯(lián)安裝有減溫減壓裝置及管道。

本發(fā)明利用蓄熱裝置供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組深度調(diào)峰方法，包括：僅高壓旁路運行供熱、僅低壓旁路運行供熱或高低壓旁路聯(lián)合供熱

僅低壓旁路運行供熱為：機組調(diào)峰期間，調(diào)峰功率降至原有供熱抽汽流量對應(yīng)低壓缸最小排氣流量工況點時，關(guān)閉新增低旁至凝汽器入口控制閥，開啟低旁控制閥及減溫器和補償抽汽閥組補償熱網(wǎng)負荷，降低原供熱抽汽量以進一步降低電功率；

高低壓旁路聯(lián)合供熱是指通過高壓旁路的蒸汽，經(jīng)再熱器加熱后通過低壓旁路進行供熱。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：

熱電聯(lián)產(chǎn)機組的調(diào)峰蓄熱系統(tǒng)可以在用電負荷高、供熱負荷低時，多抽汽將熱量儲存起來；當電負荷低、供熱負荷高時，將儲存的熱釋放出來用于供熱?；蛘撸谝归g用電低谷期將電能轉(zhuǎn)化成熱能，并以顯熱或潛熱的形式儲藏，在用電高峰期將儲藏的熱量釋放出來滿足采暖或生活熱水需要，以達到轉(zhuǎn)移尖峰電力、節(jié)省電費、減輕電力負荷的需要。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1是某廠200mw熱電聯(lián)產(chǎn)機組工況圖；

圖2是本發(fā)明儲熱裝置調(diào)峰方式示意圖；

圖3是本發(fā)明熱電聯(lián)產(chǎn)機組低壓旁路改造后系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明利用蓄熱裝置供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組深度調(diào)峰系統(tǒng)，包括：汽輪發(fā)電機組以及通過用熱管線與所述汽輪發(fā)電機組連接的熱用戶系統(tǒng)，所述的用熱管線上連接有在用電負荷高、供熱負荷低時，多抽汽將熱量儲存至蓄熱裝置儲存起來，且當電負荷低、供熱負荷高時，將儲存的熱釋放出來用于供熱的蓄熱罐。

參見圖2和圖3，本發(fā)明一較佳實施例所述的一種利用蓄熱裝置供熱提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組深度調(diào)峰系統(tǒng)。

冬季供熱時，由于當前供熱機組生產(chǎn)電能的同時又要滿足熱負荷需求，在采暖季，供熱機組為保證供熱，不能深度調(diào)峰，調(diào)峰能力大幅下降。

隨著科學(xué)的發(fā)展和科技進步，一種可以吸收儲存熱量的蓄熱裝置為供熱企業(yè)調(diào)峰成為可能。

熱電聯(lián)產(chǎn)機組的調(diào)峰蓄熱系統(tǒng)可以在用電負荷高、供熱負荷低時，多抽汽將熱量儲存起來；當電負荷低、供熱負荷高時，將儲存的熱釋放出來用于供熱?；蛘撸谝归g用電低谷期將電能轉(zhuǎn)化成熱能，并以顯熱或潛熱的形式儲藏，在用電高峰期將儲藏的熱量釋放出來滿足采暖或生活熱水需要，以達到轉(zhuǎn)移尖峰電力、節(jié)省電費、減輕電力負荷的需要。

調(diào)峰能力分析：儲熱裝置調(diào)峰方式調(diào)峰能力理論上取決于配置的儲熱罐容量，實際還要考慮熱電聯(lián)產(chǎn)機組實際供熱負荷裕量，即實際調(diào)峰能力取決于儲熱裝置調(diào)峰前實際儲熱量。

這種調(diào)峰方式利用專用裝置在機組高負荷時段將富裕熱量存儲，用于機組調(diào)峰期間的熱負荷補償，同樣為機組深度調(diào)峰創(chuàng)造條件。

高壓旁路供熱改造

高壓旁路系統(tǒng)從主蒸汽管路接出，經(jīng)高壓旁路閥減壓、減溫后接至再熱冷段管路。

在原機組高旁控制閥前增加帶抽汽管線的補償抽汽管線，并增設(shè)適當控制閥組和減溫減壓裝置，調(diào)節(jié)蒸汽參數(shù)滿足熱網(wǎng)加熱器進汽要求，連接至熱網(wǎng)。

機組調(diào)峰期間，調(diào)峰功率降至原有供熱抽汽流量對應(yīng)低壓缸最小排氣流量工況點時，開啟高壓旁路補償抽汽閥組補償熱網(wǎng)負荷，同時降低原供熱抽汽量以進一步降低電功率。

改造后的影響

(1)對鍋爐運行影響

此方案改變了原有汽水循環(huán)，將原本應(yīng)進入高壓缸做功后蒸汽直接引出用于熱網(wǎng)加熱，減少了進入再熱器蒸汽量，將引起再熱器溫度升高，需考慮保護再熱器降溫措施。高溫再熱器的計算金屬壁溫與電廠實測溫度,和安全使用極限溫度之間范圍，應(yīng)作為高旁補償抽汽量的主要參考。

近年來一些純凝機組為提高經(jīng)濟性，如已進行高旁抽汽供熱改造或再熱器實測溫度已接近極限溫度且無有效降溫措施，則應(yīng)選用其他方案。

(2)對汽輪機運行影響

本方案采用的旁路抽汽來源于高壓旁路控制閥前端，汽源位于汽輪機主汽門之前，將不會對機組軸系及汽機各級配汽產(chǎn)生直接功能性影響，不會影響機組原設(shè)計抽汽工況及熱網(wǎng)系統(tǒng)運行安全。

新增閥組不影響原有旁路系統(tǒng)主要路徑和尺寸，不改變原有高壓旁路功能及保護特性。由于此種工況旁路管線參與機組運行調(diào)節(jié)，應(yīng)增加必要預(yù)熱管路，避免了蒸汽通過時對系統(tǒng)管路產(chǎn)生熱沖擊。

低壓旁路供熱改造

低壓旁路系統(tǒng)蒸汽旁通汽輪機中低壓缸經(jīng)低壓旁路閥減壓、減溫后接至凝汽器。

低壓旁路的改造內(nèi)容

在原機組低旁控制閥及噴水減溫段后，蒸汽流態(tài)穩(wěn)定段增加抽汽管線，并在原低旁至凝汽器入口處增加控制閥，利用原低旁減溫減壓裝置，調(diào)節(jié)蒸汽參數(shù)滿足熱網(wǎng)加熱器進汽要求，連接至熱網(wǎng)。

低壓旁路實施供熱改造后，在運行方式上可以采取低壓旁路直接供熱、高低壓旁路聯(lián)合供熱方式，下面就兩種運行方式進行說明。

僅低壓旁路運行供熱

(1)改造后機組調(diào)峰能力分析

機組調(diào)峰期間，調(diào)峰功率降至原有供熱抽汽流量對應(yīng)低壓缸最小排氣流量工況點時，關(guān)閉新增低旁至凝汽器入口控制閥，開啟低旁控制閥及減溫器和補償抽汽閥組補償熱網(wǎng)負荷，降低原供熱抽汽量以進一步降低電功率。

改造后的影響

a)對鍋爐運行影響

低旁改造方案抽汽引自再熱器出口，將不會直接對鍋爐、環(huán)保設(shè)施產(chǎn)生功能上影響。

b)對汽輪機運行影響

此方案改變了原機組熱力循環(huán)，將原本應(yīng)進入中、低壓缸做功蒸汽直接引出用于熱網(wǎng)加熱，減少了進入中、低壓缸蒸汽量，將引起汽輪機各級配汽改變，應(yīng)重新進行軸向推力核算，新核算后的中低壓通流各級動靜部件強度不超過設(shè)計值，抽汽后脹差和軸位移變化不超過設(shè)計值。關(guān)于新增低壓旁路補償抽汽的最大抽汽負荷，需針對具體機組具體分析后給出。

新增低旁閥組由于增加了旁路至凝汽器入口控制閥，應(yīng)考慮與原旁路控制閥連鎖邏輯，使用旁路功能時可以同時開啟。

近年來一些純凝機組已對中低壓聯(lián)通管或高壓缸排氣進行改造用于供熱，或者已對機組冷再熱段加以抽汽利用，這樣使得機組各項限值已接近限值，應(yīng)考慮其他方案。

高低壓旁路聯(lián)合運行供熱

(1)改造后機組調(diào)峰能力分析

高低壓旁路聯(lián)合供熱是指通過高壓旁路的蒸汽，經(jīng)再熱器加熱后通過低壓旁路進行供熱。因此，高低旁路聯(lián)合供熱方式其調(diào)峰能力、供熱能力與高壓旁路抽汽供熱方案一致，即對于200mw熱電聯(lián)產(chǎn)機組，有60t/h新蒸汽通過高低壓旁路對外供熱，可降低電功率15.36mw，增加供熱20.25mw。

(2)改造后的影響

a)對鍋爐運行影響

高旁排汽經(jīng)減溫減壓流經(jīng)再熱器，開啟旁路期間應(yīng)注意監(jiān)視調(diào)節(jié)鍋爐再熱器溫度至正常范圍。

b)對汽輪機運行影響

機組按此方案運行，當經(jīng)高旁的蒸汽量與低旁的蒸汽量相匹配時，將不會對機組軸系及汽機各級配汽產(chǎn)生直接功能性影響。但如何控制高低壓旁路蒸汽流量相匹配，是機組改造后運行的關(guān)鍵。

此方案高旁部分完全利用原有旁路，低旁部分增加的抽汽閥組，需注意的問題與低壓旁路抽汽供熱方案相同。

旁路系統(tǒng)增容供熱改造

改造內(nèi)容

高壓旁路系統(tǒng)改造：更換高旁閥，增加高旁閥容量；高旁閥前、后管道更換，增大高旁閥口徑及高旁閥進出口管道的管徑。也可在主蒸汽、冷再管道間并聯(lián)安裝減溫減壓裝置及管道，增加高旁容量。

低壓旁路系統(tǒng)改造：更換低旁閥，增加低旁閥容量；低旁閥前、后管道更換，增大低旁閥口徑及低旁閥進出口管道的管徑；低旁閥后增加兩道蝶閥，增加低旁至熱網(wǎng)聯(lián)通管道。也可與低旁系統(tǒng)并聯(lián)安裝減溫減壓裝置及管道，進行供熱。

兩臺機組熱網(wǎng)系統(tǒng)改造：連接兩臺機熱網(wǎng)加熱器進汽管道、熱加疏水管道，適應(yīng)機組系統(tǒng)改造后鍋爐直接供熱能力的增加。

除氧器、汽動給水泵汽源系統(tǒng)改造：核算冷再至輔汽聯(lián)箱的通流量，滿足除氧器及汽動給水泵用汽量需求；核算輔汽至除氧器進汽調(diào)整門通流量，保證除氧器能夠在設(shè)計壓力用汽量。

其它：相應(yīng)改造部分支吊架及測點；對高、低壓旁路系統(tǒng)保護進行邏輯優(yōu)化，使機組旁路系統(tǒng)能夠適應(yīng)旁路供熱的要求。

改造的主要原則

原有旁路系統(tǒng)主要路徑不變，只進行局部增容改造；既不能改變旁路系統(tǒng)原有功能，又不能影響到機組原采暖供汽方式和能力；

經(jīng)旁路系統(tǒng)進入熱網(wǎng)加熱器的進汽參數(shù)，應(yīng)滿足現(xiàn)有熱網(wǎng)加熱器的設(shè)計要求；

高、低壓旁路系統(tǒng)的通流能力，按機組停高加工況設(shè)計參數(shù)進行校核；

改造后高低加不投用，僅投用除氧器，利用再熱冷段的蒸汽作為汽源；汽動給水泵的汽源亦由再熱冷段提供。

改造后鍋爐、熱網(wǎng)系統(tǒng)、環(huán)保設(shè)施，應(yīng)能安全穩(wěn)定連續(xù)運行。

改造后機組調(diào)峰能力分析

機組僅保持鍋爐運行，可經(jīng)旁路系統(tǒng)提供180％～200％供熱能力的熱負荷，對于200mw機組電負荷可減少140mw，對于300mw機組電負荷可減少220mw。

改造后鍋爐及熱網(wǎng)系統(tǒng)，能夠安全穩(wěn)定連續(xù)運行，環(huán)保設(shè)施正常投用、穩(wěn)定達標排放。

改造后影響

對鍋爐、汽輪機運行影響

由于改造后運行方式不同于機組啟動方式，旁路系統(tǒng)在供熱模式下運行時，應(yīng)解除凝汽器真空低聯(lián)鎖關(guān)閉低壓旁路閥門的保護；為有效保障系統(tǒng)安全性，在設(shè)計熱工保護中增加熱網(wǎng)加熱器跳閘聯(lián)鎖系統(tǒng)閥門及鍋爐mft邏輯保護回路功能，可進一步增大熱網(wǎng)加熱器及系統(tǒng)安全性。

對環(huán)保設(shè)施影響

旁路系統(tǒng)增容改造后，鍋爐負荷接近甚至達到鍋爐brl工況的熱負荷，機組盡管給水溫度偏低，脫硝也能投入。因此，環(huán)保設(shè)施能夠正常運行。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。